Đồ án Điện Tử Công Suất Thiết kế cung cấp điện và năng lượng mặt trời
TRƯỜNG ĐH SPKT-ĐHĐN Page 1
LỜI MỞ ĐẦU
Điện năng đang ngày càng đóng vai trò hết sức quan trọng trong đời sống
con người chúng ta. Chính vì những ưu điểm vượt trội của nó so với các
nguồn năng lượng khác (như: dễ chuyển thành các dạng năng lượng khác,
dễ truyền tải đi xa, hiệu suất cao) mà ngày nay điện năng được sử dụng
hết sức rộng rãi trong mọi lĩnh vực từ công nghiệp, dịch vụ,...cho đến phục
vụ đời sống sinh hoạt hằng ngày của mỗi gia đình. Có thể nói rằng ngày
nay không một quốc gia nào trên thế giới không sản xuất và tiêu thụ điện
năng, và trong tương lai thì nhu cầu của con người về nguồn năng lượng
đặc biệt này sẽ tiếp tục được năng cao.
Hiện nay, đất nước ta đang trên con đường công nghiệp hóa- hiện đại
hóa nên nhu cầu sử dụng điện năng trong tất cả các lĩnh vực ngày càng
tăng. Vì vậy năng lượng điện có vai trò hết sức quan trọng đối với sự
phát triển kinh tế và ổn định chính trị xã hội. Với tính ưu việt đó điện
năng được sử dụng rộng rãi, không thể thiếu trong sinh hoạt và sản xuất.
vì vậy khi xây dựng một nhà máy, một khu công nghiệp hay một tòa nhà
cao tầng thì vấn đề xây dựng một hệ thống điện để cung cấp điện năng
cho các tải tiêu thụ là không thể thiếu được.
Hệ thống điện ngày càng phức tạp, đòi hỏi việc thiết kế cung cấp có
nhiệm vụ đề ra những phương án cung cấp điện hợp lí và tối ưu. Một
phương án cung cấp điện tối ưu sẽ giảm chi phí đầu tư xây dựng hệ
thống điện giảm tổn thất điện năng vận hành đơn giản và thuận tiện trong
việc bảo trì sửa chữa.
Ngày nay các nguồn năng lượng sơ cấp đang có nguy cơ bị suy kiệt, do
con người càng ngày có nhu cầu sử dụng điện càng cao nên việc khai
thác các tài nguyên sơ cấp cũng nhiều để cung cấp đủ lượng điện cho
Đồ án Điện Tử Công Suất Thiết kế cung cấp điện và năng lượng mặt trời
TRƯỜNG ĐH SPKT-ĐHĐN Page 2
con người sử dụng. Mà hầu như các quy trình chuyển nguồn năng lượng
sơ cấp này sang điện năng thương gây ô nhiễm môi trường. Nên yêu cầu
cấp thiết hiện nay là tìm kiếm ra nguồn năng lượng sạch và có thể sử
dụng trong tương lai, ứng dụng nguồn năng lượng đó trong thiết kế cung
cấp điện cho con người
Trên cơ sở đó và được sự hướng dẫn của Thầy Trần Duy Chung
chúng em thực hiện thiết kế cung cấp điện năng lượng mặt độc lập trời
cho một gia đình có các thiết bị điện gồm: 2 điều hòa, 1 tủ lạnh, 1 tivi, 3
máy quạt, 1 máy giặt, 15 bóng đèn (led)
Đồ án Điện Tử Công Suất Thiết kế cung cấp điện và năng lượng mặt trời
TRƯỜNG ĐH SPKT-ĐHĐN Page 3
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………...
Đồ án Điện Tử Công Suất Thiết kế cung cấp điện và năng lượng mặt trời
TRƯỜNG ĐH SPKT-ĐHĐN Page 4
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN .................................................... 6
1.1 GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN .................... 6
1.2 GIỚI THIỆU NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI ................................ 7
1.3 ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI ................................. 8
1.4 CẤU HÌNH HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI .............................. 8
1.4.1 Hệ thống độc lập, ngoài lưới điện .............................................. 8
1.4.2 Hệ thống điện mặt trời nối với lưới điện ................................. 11
1.4.3 Hệ thống nối với lưới điện và dự phòng .................................. 14
1.4.4 Hệ thống bổ sung lưới điện ...................................................... 16
1.5 CÁC BỘ PHẬN TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI ..... 17
1.5.1 Panel mặt trời ........................................................................... 17
1.5.2 Acquy ....................................................................................... 19
1.5.3 Bộ điều khiển (solar charge controller) ................................... 19
1.5.4 Bộ biến tầng (Inverter) ............................................................. 20
1.5.5 Trang thiết bị điện .................................................................... 20
1.6 CÁCH KẾT NỐI CÁC BỘ PHẬN VỚI NHAU ....................... 21
1.6.1 Hệ thống điện mặt trời độc lập ................................................ 21
1.6.2 Hệ thống nối với điện lưới sử dụng bô biến tần trung tâm ...... 22
1.6.3 Hệ thống nối với lưới sử dụng nhiều bộ vi biến tần ................ 23
1.7 ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG ĐIỆN MẶT TRỜI .................... 23
CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ .. 28
2.1 CÁCH TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ ......................................... 28
2.2 TÍNH TOÁN ................................................................................. 32
2.2.1 Công suất tiêu thụ của các thiết bị điện trong gia đình............ 32
2.2.2 Tính toán số watt-hour của tấm pin mặt trời ........................... 33
2.2.3 Tính toán công suất pin mặt trời cần sử dụng.......................... 33
Đồ án Điện Tử Công Suất Thiết kế cung cấp điện và năng lượng mặt trời
TRƯỜNG ĐH SPKT-ĐHĐN Page 5
2.2.4 Tính toán bộ inverter ................................................................ 34
2.2.5 tính toán battery ....................................................................... 34
2.2.6 Tính solar charge controller ..................................................... 35
2.2.7 Tính toán lựa chọn tiết diện dây dẫn ....................................... 36
2.2.8 Tính toán diện tích lắp điện tấm pin năng lượng mặt trời ....... 38
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ LẮP ĐẶT ĐIỆN NĂNG LƯỢNG
MẶT TRỜI .............................................................................. 39
3.1 KHẢO SÁT KHU VỰC LẮP ĐẶT HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT
TRỜI .................................................................................................... 39
3.2 LỰA CHỌN HƯỚNG VÀ GÓC PHÙ HỢP ĐỂ LẮP ĐẶT HỆ
THỐNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI ............................................ 39
3.3 THI CÔNG LẮP ĐẶT ÁP MÁI. ................................................ 40
3.4 BỐ TRÍ ACQUY BỘ ĐIỀU KHIỂN VÀ BỘ BIẾN TẦNG. .... 41
3.5 BẢO VỆ CHỐNG SÉT, NỐI ĐẤT ............................................. 42
3.5.1 chống sét .................................................................................. 42
3.5.2 Nối đất ...................................................................................... 42
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN ...................................................... 43